FR3104706A1 - Système et procédé d’aide à l’atterrissage d’un aéronef lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef. - Google Patents
Système et procédé d’aide à l’atterrissage d’un aéronef lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef. Download PDFInfo
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Abstract
Système et procédé d’aide à l’atterrissage d’un aéronef lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef.
Le système (10) d’aide à l’atterrissage d’un aéronef (1) comprend une unité de traitement (14) configurée pour déterminer s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef et pour, en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef :
- déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie courante et de sa configuration courante ;
- pour chacun desdits aéroports, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage ;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage, correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse pour permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage ; et
- commander l’affichage sur un écran de navigation (18) de l’aéronef, d’une représentation (R1 … R6) de chacune desdites pistes d’atterrissage et d’une représentation (P1a, P1b … P6a, P6b) des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage.
Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
L’invention est relative au domaine de l’aide à l’atterrissage d’un aéronef en cas de panne totale des moteurs dudit aéronef, aussi appelée AEO («All Engines Out» en anglais) ou TEFO («Total Engine Flame Out» en anglais). Lors d’un vol d’un aéronef, en cas de panne totale des moteurs, un pilote de l’aéronef doit chercher un aéroport de diversion sur lequel l’aéronef pourrait atterrir en toute sécurité, en planant depuis sa position courante jusqu’à une piste dudit aéroport. Pour sélectionner un aéroport de diversion, le pilote doit estimer la capacité de l’aéronef à planer jusqu’à chacun d’une pluralité d’aéroports parmi les aéroports les plus proches de sa position courante, en tenant compte de sa configuration courante et de son énergie courante. Une telle sélection d’un aéroport de diversion peut ainsi correspondre à une charge de travail élevée pour le pilote, alors même qu’il est amené à réaliser d’autres tâches, telles par exemple que la mise en sécurité à court terme de l’aéronef, une tentative de redémarrage des moteurs, etc. De plus une situation de panne totale des moteurs est exceptionnelle et peut parfois engendrer une situation de stress du pilote. Par conséquent, il existe un besoin de faciliter la tâche de sélection d’un aéroport de diversion dans une situation de panne totale des moteurs d’un aéronef.
Le document FR2912242 décrit un système d’aide à un pilote en cas de panne d’un moteur, au moins un autre moteur restant fonctionnel. Ce procédé détermine des profils de vol de l’aéronef vers les aéroports les plus proches, en fonction de stratégies de vol (consommation de fuel minimale, temps de vol minimal…). Toutefois, ce procédé, même s’il peut aussi aider le pilote dans une situation de panne totale des moteurs, n’est pas parfaitement adapté à une telle situation.
La présente invention a notamment pour but d’apporter une solution à ce problème. Elle concerne un système d’aide à l’atterrissage d’un aéronef lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef, ledit système comprenant une unité de traitement configurée pour:
- acquérir d’au moins une source d’information embarquée à bord de l’aéronef, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef;
- déterminer, en fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef; et
- en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef:
. déterminer une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef; et
. déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante.
Le système est remarquable en ce que l’unité de traitement est en outre configurée pour:
- pour chacun desdits aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage déterminée, ce point de référence correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage;
- pour chaque point de référence, déterminer une marge d’énergie totale de l’aéronef que l’aéronef devrait dissiper pour rejoindre le point de référence depuis sa position courante; et
- commander l’affichage sur un écran de navigation de l’aéronef, d’une représentation de chacune desdites pistes d’atterrissage déterminées, d’une représentation des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage et d’une représentation de la marge d’énergie totale associée à chaque point de référence.
Ainsi, le système d’aide à l’atterrissage fournit au pilote une indication des aéroports sur lesquels l’aéronef peut atterrir en toute sécurité, en fournissant une représentation des pistes d’atterrissage et des points de référence auxquels un pilote de l’aéronef doit commander la sortie du train d’atterrissage et le passage d’une configuration lisse à une configuration non lisse pour pouvoir atterrir sur ces pistes d’atterrissage. Le pilote peut ainsi facilement choisir un aéroport sur lequel il souhaite atterrir. L’affichage du point de référence associé à chaque piste d’atterrissage permet en outre au pilote de visualiser facilement dans quel sens un atterrissage de l’aéronef est possible sur une piste d’atterrissage, ce qui contribue à faciliter le choix d’un aéroport par le pilote.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement est configurée pour:
- déterminer si l’aéronef peut atterrir sur une desdites pistes d’atterrissage selon les deux sens opposés de ladite piste d’atterrissage; et
- si l’aéronef peut atterrir sur ladite piste d’atterrissage selon ses deux sens opposés, déterminer un point de référence pour chaque sens d’atterrissage de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage et commander l’affichage sur l’écran de navigation de l’aéronef d’une représentation des deux points de référence associés à cette piste d’atterrissage.
Selon différents modes de réalisation pouvant être pris isolément ou en combinaison:
- l’unité de traitement est configurée pour déterminer ladite marge d’énergie totale de l’aéronef sous la forme d’une marge de hauteur de l’aéronef associée à chaque point de référence et pour commander l’affichage d’une valeur de ladite marge de hauteur à proximité de la représentation du point de référence correspondant;
- ledit ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante correspond au plus à un nombre prédéterminé d’aéroports et l’unité de traitement est configurée pour sélectionner ces aéroports, parmi tous les aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, en sélectionnant les aéroports ayant les pistes d’atterrissage les plus longues;
- l’unité de traitement est configurée pour sélectionner lesdits aéroports en prenant en compte, pour chaque aéroport considéré, la piste d’atterrissage ayant la plus grande longueur;
- pour commander l’affichage de la représentation d’une piste d’atterrissage sur l’écran de navigation de l’aéronef, l’unité de traitement est configurée pour déterminer une catégorie de longueur de ladite piste d’atterrissage et pour commander l’affichage, sur l’écran de navigation de l’aéronef, d’un symbole de piste d’atterrissage correspondant à cette catégorie de longueur;
- l’unité de traitement est en outre configurée pour déterminer la limite d’une zone maximale à l’extérieur de laquelle l’aéronef descendra en dessous d’un niveau de vol prédéterminé, compte tenu de sa position courante, de son énergie courante et de sa configuration courante, et pour commander l’affichage de ladite limite sur l’écran de navigation de l’aéronef;
- l’unité de traitement est configurée pour sélectionner ledit niveau de vol prédéterminé en sélectionnant, parmi un ensemble de niveaux de vol prédéterminés, le niveau de vol immédiatement inférieur à une hauteur courante de l’aéronef;
- l’unité de traitement est en outre configurée pour déterminer la limite d’une zone maximale à l’intérieur de laquelle l’aéronef pourrait atterrir en planant, compte tenu de sa position courante, de son énergie courante et de sa configuration courante, et pour commander l’affichage de ladite limite sur l’écran de navigation de l’aéronef.
L’invention est également relative à un procédé d’aide à l’atterrissage d’un aéronef lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef, ledit procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par une unité de traitement d’un système d’aide à l’atterrissage:
- acquérir d’au moins une source d’information embarquée à bord de l’aéronef, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef;
- déterminer, en fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef; et
- en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef:
. déterminer une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef; et
. déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante.
Le procédé est remarquable en ce qu’il comprend en outre les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement du système d’aide à l’atterrissage:
- pour chacun desdits aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage déterminée, ce point de référence correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage;
- pour chaque point de référence, déterminer une marge d’énergie totale de l’aéronef que l’aéronef devrait dissiper pour rejoindre le point de référence depuis sa position courante; et
- commander l’affichage sur un écran de navigation de l’aéronef, d’une représentation de chacune desdites pistes d’atterrissage déterminées, d’une représentation des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage et d’une représentation de la marge d’énergie totale associée à chaque point de référence.
L’invention est également relative à un aéronef comprenant un système d’aide à l’atterrissage tel que précité.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées.
Le système d’aide à l’atterrissage 10 représenté sur la figure 1 comprend une unité de traitement 14 (libellée PROC sur la figure). L’unité de traitement 14 est reliée en entrée à un ensemble de sources d’informations 12 de l’aéronef. Elle est reliée en sortie à un système d’affichage 16, comprenant un écran de navigation de l’aéronef (libellé ND sur la figure pour «Navigation Display» en anglais). Le système d’affichage 16 est par exemple de type CDS («Cockpit Display System» en anglais). L’ensemble de sources d’informations 12 comprend une ou plusieurs première(s) source(s) d’information correspondant à au moins un calculateur avionique configuré pour fournir une ou plusieurs information(s) relative(s) au fonctionnement de l’ensemble des moteurs de l’aéronef, cette ou ces information(s) correspondant au bon fonctionnement desdits moteurs ou à une panne desdits moteurs lorsqu’une telle panne se produit. L’ensemble de sources d’informations 12 comprend aussi une deuxième source d’information correspondant à au moins une source d’information de position de l’aéronef, par exemple une centrale inertielle de l’aéronef et/ou un récepteur d’un système de positionnement par satellite de type GNSS («Global Navigation Satellite System» en anglais). L’ensemble de sources d’informations 12 comprend également une troisième source d’information. Selon une première alternative, la troisième source d’information correspond à une source d’information configurée pour fournir une information d’énergie de l’aéronef. L’énergie d’un aéronef, encore appelée énergie totale, correspond à la somme de son énergie cinétique (fonction de sa vitesse) et de son énergie potentielle (fonction de son altitude ou de sa hauteur par rapport au terrain). Selon une deuxième alternative, la troisième source d’information correspond à un sous-ensemble de sources d’informations configurées pour fournir des informations permettant de calculer l’énergie de l’aéronef, par exemple une source d’information de vitesse de l’aéronef et une source d’information de hauteur de l’aéronef par rapport au terrain. L’unité de traitement 14 est par exemple intégrée dans une baie avionique 2 d’un aéronef 1 tel que représenté sur la figure 2. Le système d’affichage 16 est un système d’affichage du cockpit 3 de l’aéronef. Dans un mode particulier de réalisation, l’unité de traitement correspond à une unité de traitement d’un calculateur de gestion de vol de l’aéronef, par exemple de type FMS («Flight Management System» en anglais).
En fonctionnement, l’unité de traitement 14 acquiert de façon itérative, de la première source d’information, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef. Dans un premier mode de réalisation, cette au moins une information est une information synthétique pour l’ensemble des moteurs de l’aéronef. Dans un deuxième mode de réalisation, l’unité de traitement 14 acquiert une information relative au fonctionnement de chacun des moteurs de l’aéronef. Dans ce deuxième mode de réalisation, les informations relatives au fonctionnement des différents moteurs sont par exemple fournies par les calculateurs de contrôle desdits moteurs, en particulier de type FADEC («Full Authority Digital Engine Controller» en anglais) ou de type EEC («Electronic Engine Controller» en anglais). En fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, l’unité de traitement 14 détermine s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef.
En cas de panne totale des moteurs de l’aéronef, l’unité de traitement 14 détermine une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef. Pour cela, l’unité de traitement 14 acquiert de la deuxième source d’information au moins une information de position de l’aéronef, en fonction de laquelle elle détermine la position courante de l’aéronef. Cette information de position est une information de position tridimensionnelle, incluant une hauteur de l’aéronef par rapport au terrain survolé ou une altitude de l’aéronef. L’énergie totale de l’aéronef correspond à la somme de son énergie cinétique (fonction de sa vitesse) et de son énergie potentielle (fonction de sa hauteur ou de son altitude). L’unité de traitement acquiert également au moins une information de la troisième source d’information, sur la base de laquelle elle détermine l’énergie courante de l’aéronef. L’unité de traitement acquiert aussi, de l’ensemble de sources d’information 12, au moins une autre information sur la base de laquelle elle détermine une configuration courante de l’aéronef, par exemple: configuration lisse, volets sortis, train d’atterrissage sorti, etc. Cette au moins une autre information est par exemple fournie par un calculateur avionique de l’aéronef.
L’unité de traitement 14 détermine un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante. Pour cela, elle acquiert d’une base de données des informations relatives à des aéroports situés à proximité de la position courante de l’aéronef et elle détermine, de façon connue, si l’aéronef peut atterrir sur ces aéroports compte tenu de son énergie courante et de sa configuration courante. Dans un mode de réalisation, ladite base de données est une base de données embarquée de l’aéronef. Dans un premier exemple, ladite base de données est intégrée dans un calculateur de gestion de vol de l’aéronef. Dans un deuxième exemple, la base de données est intégrée sur un serveur de l’aéronef. De façon avantageuse, lorsqu’un aéroport comporte plusieurs pistes d’atterrissage, l’unité de traitement détermine la piste de plus grande longueur parmi l’ensemble des pistes dudit aéroport. L’unité de traitement prend alors en considération ladite piste de plus grande longueur pour cet aéroport. Lorsqu’un aéroport comporte une piste unique, l’unité de traitement détermine que l’aéroport ne comporte que ladite piste unique et elle prend en considération ladite piste unique pour cet aéroport. De façon avantageuse encore, pour déterminer ledit ensemble d’aéroports, l’unité de traitement limite ledit ensemble à un nombre N d’aéroports correspondant aux N aéroports ayant les pistes d’atterrissage les plus longues parmi tous les aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, le nombre N étant un nombre entier positif, par exemple compris entre 5 et 10. Cela permet de sélectionner des aéroports sur lesquels l’atterrissage de l’aéronef sera facilité du fait de la plus grande longueur de leurs pistes d’atterrissage.
Pour chaque aéroport de l’ensemble d’aéroports, l’unité de traitement 24 détermine en outre au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur la piste d’atterrissage considérée pour cet aéroport. De façon avantageuse, l’unité de traitement 24 détermine si l’aéronef peut atterrir sur la piste d’atterrissage considérée pour un aéroport selon les deux sens opposés de ladite piste d’atterrissage.
L’unité de traitement 24 détermine en outre un point de référence en amont de la piste d’atterrissage considérée pour chaque aéroport, pour chaque sens d’atterrissage considéré sur cette piste d’atterrissage. Ce point de référence est un point sur une trajectoire d’approche de la piste d’atterrissage par l’aéronef, correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage. Un exemple de détermination d’un point de référence est illustré sur la figure 6. Le point de référence Pr est situé sur une trajectoire d’approche Tr de la piste d’atterrissage R par l’aéronef, la trajectoire Tr étant alignée avec l’axe longitudinal Ax de la piste d’atterrissage. De façon usuelle, lors d’une approche d’une piste d’atterrissage en vue d’un atterrissage sur cette piste, l’aéronef doit être dans un état dit stabilisé à un point de stabilisation Ps situé sur la trajectoire d’approche Tr. Cet état stabilisé correspond à une hauteur et à une vitesse prédéterminées de l’aéronef. Cette hauteur est par exemple de 1000ft (environ 330m). Le point de stabilisation Ps est généralement déterminé à rebours depuis un point d’intersection de la trajectoire d’approche Tr avec la piste d’atterrissage R. Pour être dans l’état stabilisé, l’aéronef doit être dans une configuration non lisse, avec le train d’atterrissage sorti. Par conséquent, de façon avantageuse, le point de référence Pr est déterminé à rebours depuis le point de stabilisation Ps, de telle façon que le train d’atterrissage soit sorti et l’aéronef soit en configuration non lisse avant que l’aéronef atteigne le point de stabilisation PS, si le pilote commande la sortie du train d’atterrissage et le déploiement d’une configuration non lisse lorsque l’aéronef passe au point de référence Pr. La sortie du train d’atterrissage (illustrée par la flèche LG sur la figure) et le déploiement de la configuration non lisse (illustré par la flèche CONF1 sur la figure) nécessitent des temps d’autant plus importants que l’aéronef est dans une situation de panne de l’ensemble des moteurs. Ces temps sont notamment fonction de la masse de l’aéronef. Dans un exemple de réalisation illustré sur la figure 6, le point de référence Pr est déterminé de façon à correspondre à une durée de vol Td de l’aéronef entre son passage au point de référence Pr et son passage au point de stabilisation Ps. Cette durée Td est de préférence une durée prédéterminée de façon à permettre une sortie complète du train d’atterrissage et un déploiement complet de la configuration non lisse avant que l’aéronef atteigne le point de stabilisation Ps. Pour un avion de type moyen-courrier, cette durée Td peut par exemple être choisie égale à environ 2 minutes. De préférence, le point de référence Pr est déterminé en considérant la vitesse de l’aéronef, lors de son passage à ce point de référence, égale à une vitesse permettant de maximiser la distance de vol de l’aéronef en planant en configuration lisse. Cette vitesse est généralement appelée vitesse de «greendot» pour les avions de marque AIRBUS®. Lors d’une panne totale des moteurs d’un aéronef, le pilote de l’aéronef choisit généralement cette vitesse, qu’il peut contrôler grâce à un angle d’incidence approprié de l’aéronef.
Pour chaque point de référence déterminé, l’unité de traitement 24 détermine en outre une marge d’énergie totale de l’aéronef que l’aéronef devrait dissiper pour rejoindre ce point de référence depuis sa position courante. Cette marge d’énergie totale correspond à un excès d’énergie de l’aéronef par rapport à une valeur d’énergie totale nécessaire à l’aéronef pour planer, selon une trajectoire particulière, depuis sa position courante jusqu’à la piste d’atterrissage à laquelle est associé le point de référence considéré. De façon avantageuse, l’unité de traitement 24 détermine cette marge d’énergie totale sous la forme d’une marge de hauteur de l’aéronef associée à chaque point de référence. Cette marge de hauteur correspond par exemple à une différence entre d’une part la hauteur d’un point situé à la verticale du point de référence considéré, ce point étant tel que l’aéronef est susceptible de le rejoindre en planant le long de la trajectoire particulière depuis sa position courante, et d’autre part la hauteur du point de référence. La trajectoire particulière de l’aéronef est par exemple une trajectoire la plus directe possible entre la position courante de l’aéronef et le point situé à la verticale du point de référence, en tenant compte de l’énergie courante et de la configuration courante de l’aéronef. Une telle trajectoire comprend par exemple un nombre de virages au plus égal à deux. Elle est telle qu’elle permet à l’aéronef d’arriver à la verticale du point de référence en étant déjà aligné avec l’axe de la piste d’atterrissage.
L’unité de traitement 24 commande ensuite l’affichage sur l‘écran de navigation 18 de l’aéronef, d’une représentation de la piste d’atterrissage la plus longue de chacun des aéroports de l’ensemble d’aéroports, ainsi que de représentations des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage. Le pilote de l’aéronef peut ainsi facilement visualiser lesdites pistes d’atterrissage des aéroports de l’ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef peut atterrir, ainsi que les points de référence auxquels l’aéronef doit commencer la transition d’une configuration lisse avec le train d’atterrissage rentré, en volant à la vitesse de «greendot», vers une configuration non lisse avec le train d’atterrissage sorti, pour pouvoir atterrir sur les pistes d’atterrissage auxquelles ces points de référence sont associés. L’affichage des points de référence permet en outre au pilote de voir très facilement dans quel sens l’aéronef peut atterrir sur les pistes d’atterrissage. En outre, lorsque l’aéronef peut atterrir sur une piste d’atterrissage selon les deux sens opposés de ladite piste d’atterrissage et qu’un point de référence est affiché pour chaque sens de la piste d’atterrissage, le pilote peut ainsi visualiser très facilement que l’aéronef peut atterrir sur cette piste d’atterrissage selon ses deux sens opposés. L’unité de traitement 24 commande également l’affichage d’une valeur de la marge de hauteur à proximité de la représentation du point de référence correspondant. L’affichage des valeurs de marges de hauteur facilite le choix d’une piste d’atterrissage par le pilote, en lui permettant de savoir de quelle marge de hauteur il dispose pour atterrir sur cette piste d’atterrissage. Le fait de disposer de suffisamment de marge de hauteur permet de faire face à des aléas, tels que par exemple un changement de direction ou d’intensité du vent, une contrainte relative au contrôle aérien, etc. Le surplus de marge de hauteur peut être absorbé par un vol de l’aéronef entre sa position courante et le point de référence selon une trajectoire moins directe que ladite trajectoire particulière considérée par l’unité de traitement 24.
De façon alternative, plutôt que d’être déterminée et affichée sous la forme d’une marge de hauteur, la marge d’énergie totale pourrait par exemple être déterminée et affichée sous la forme d’une marge de distance.
Dans l’exemple illustré sur la figure 3, l’affichage sur l’écran de navigation 18 comprend en son centre un symbole représentant la position de l’aéronef 1. L’affichage comprend une représentation des pistes d’atterrissage R1…R6 de différents aéroports sur lesquels l’aéronef peut atterrir. Pour la clarté de la figure, le nombre N d’aéroports est ici limité à 6, mais en pratique ce nombre peut être supérieur, par exemple choisi dans l’intervalle [5; 10]. L’affichage comprend également des symboles P1a, P1b, P2a, P2b…P6a, P6b représentant les points de référence correspondant aux pistes d’atterrissage R1…R6. Excepté pour la piste d’atterrissage R3, deux points de référence sont affichés pour chacune des pistes d’atterrissage. Cela permet au pilote de visualiser très facilement que l’aéronef peut atterrir sur ces pistes d’atterrissage selon leurs deux sens opposés. Un seul point de référence est affiché pour la piste d’atterrissage R3. Cela permet au pilote de visualiser très facilement que l’aéronef peut atterrir sur cette piste selon un seul sens, orienté de la droite vers la gauche sur la figure, puisque le symbole P3a correspondant à ce point de référence est situé à droite du symbole représentant la piste d’atterrissage R3. L’affichage comprend en outre des valeurs de marge de hauteur H1a, H1b, H2a, H2b…H6a, H6b respectivement associées aux symboles P1a, P1b, P2a, P2b…P6a, P6b représentant les points de référence. L’affichage des valeurs de marges de hauteur facilite le choix d’une piste d’atterrissage par le pilote, en lui permettant de savoir de quelle marge de hauteur il dispose pour atterrir sur cette piste d’atterrissage.
Dans un mode particulier de réalisation, pour commander l’affichage de la représentation d’une piste d’atterrissage sur l’écran de navigation de l’aéronef, l’unité de traitement détermine une catégorie de longueur de ladite piste d’atterrissage et elle commande l’affichage, sur l’écran de navigation 18, d’un symbole de piste d’atterrissage correspondant à cette catégorie de longueur. Dans l’exemple illustré sur la figure 3, les différentes pistes d’atterrissage sont représentées au moyen de trois types de symboles correspondant à trois catégories de longueur. Ainsi, des symboles du type le plus long sont utilisés pour représenter les pistes R1 et R2, des symboles du type le plus court sont utilisés pour représenter les pistes R4 et R6 et des symboles d’un type intermédiaire sont utilisés pour représenter les pistes R3 et R5. Dans un exemple non limitatif de l’invention, les symboles du type le plus long correspondent à des pistes d’atterrissage de longueur supérieure à 3,5km, les symboles du type le plus court correspondent à des pistes d’atterrissage de longueur inférieure à 2,5km et les symboles du type intermédiaire correspondent à des pistes d’atterrissage de longueur comprise entre 2,5km et 3,5km. L’utilisation d’un nombre limité de types de symboles (par exemple trois: long, court et intermédiaire) facilite l’appréciation des longueurs des pistes d’atterrissage par le pilote du fait de la catégorisation desdites longueurs. Le fait de disposer d’une piste d’atterrissage de longueur élevée facilite l’atterrissage de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage étant donné que les capacités de freinage de l’aéronef sont limitées du fait de la panne totale des moteurs puisque les inverseurs de poussée ne sont alors pas disponibles.
Le pilote qui dispose d’une visualisation des longueurs de pistes ainsi que des marges de hauteur peut choisir une piste qui lui semble appropriée pour l’atterrissage de l’aéronef. Il peut sélectionner cette piste au moyen d’une interface homme-machine 15 du cockpit de l’aéronef. Dans un premier exemple le pilote peut sélectionner la piste d’atterrissage dans un menu du calculateur de gestion de vol. Dans un deuxième exemple, il peut sélectionner la piste d’atterrissage sur l’écran de navigation 18, au moyen d’un dispositif de pointage de l’interface homme-machine 15. L’unité de traitement 24 commande alors une mise en évidence de la piste d’atterrissage considérée sur l’écran de navigation 18, par exemple en augmentant l’intensité lumineuse du symbole correspondant à cette piste d’atterrissage ou en diminuant l’intensité lumineuse des symboles correspondant aux autres pistes d’atterrissage. Dans un exemple représenté sur la figure 4, dans lequel la piste R2 est sélectionnée l’intensité lumineuse des symboles correspondant aux autres pistes d’atterrissage est diminuée. Dans un premier mode particulier de réalisation illustré sur la figure 4, lorsque la piste R2 est sélectionnée en vue d’un atterrissage selon une approche passant par le point de référence P2a, l’unité de traitement 24 commande en outre l’affichage sur l’écran de navigation 18, d’une représentation T de la trajectoire de l’aéronef la plus directe possible entre la position courante de l’aéronef et le point de référence P2a. Dans un deuxième mode particulier de réalisation illustré sur la figure 5, l’unité de traitement 24 commande en outre l’affichage sur l’écran de navigation 18, d’une représentation A d’une prolongation, du côté du point de référence P2a, d’un axe longitudinal de la piste d’atterrissage sélectionnée.
Le pilote peut également requérir, au moyen de l’interface homme-machine 15, l’affichage d’informations complémentaires sur la piste d’atterrissage, telles par exemple que le cap de ladite piste d’atterrissage, une distance entre la position courante de l’aéronef et le point de référence associé à la piste d’atterrissage, un temps estimé d’arrivée au point de référence, aussi appelé ETA («Estimated Time of Arrival» en anglais), etc.
Dans un mode de réalisation, l’unité de traitement détermine en outre la limite d’une zone maximale à l’extérieur de laquelle l’aéronef descendra en dessous d’un niveau de vol prédéterminé, compte tenu de sa position courante, de son énergie courante et de sa configuration courante. L’unité de traitement 24 commande l’affichage d’une représentation L1 de ladite limite sur l’écran de navigation 18 de l’aéronef. De façon avantageuse, l’unité de traitement 24 sélectionne ledit niveau de vol prédéterminé parmi un ensemble de niveaux de vol prédéterminés (par exemple FL300, FL250, FL200…), en sélectionnant le niveau de vol dudit ensemble immédiatement inférieur à une hauteur courante de l’aéronef. Par exemple, lorsque la hauteur courante de l’aéronef est de 33000ft (soit environ 11000 mètres), le niveau de vol immédiatement inférieur (dans l’exemple précité d’ensemble de niveaux de vol) est FL300, soit 30000ft (environ 10000 mètres). L’unité de traitement détermine ladite limite pour le niveau de vol FL300 jusqu’à ce que l’aéronef descende en-dessous dudit niveau de vol. Lorsque l’aéronef descend en-dessous du niveau de vol FL300, l’unité de traitement détermine ladite limite pour le niveau de vol immédiatement inférieur, soit FL250. La représentation L1 de ladite limite permet d’informer le pilote de la distance maximale que peut parcourir l’aéronef avant de descendre jusqu’au niveau de vol considéré.
Dans un mode de réalisation, l’unité de traitement détermine en outre la limite d’une zone maximale à l’intérieur de laquelle l’aéronef pourrait atterrir en planant, compte tenu de sa position courante, de son énergie courante et de sa configuration courante. L’unité de traitement 24 commande l’affichage d’une représentation L2 de ladite limite sur l’écran de navigation 18 de l’aéronef. L’affichage de ladite représentation L2 permet au pilote de prendre conscience facilement de la zone maximale à l’intérieur de laquelle l’aéronef peut atterrir. Cela peut l’aider, par exemple, à préférer pour des raisons de sécurité le choix d’une piste d’atterrissage suffisamment éloignée de ladite limite afin de conserver des marges de manœuvre pour l’atterrissage.
De préférence, les différents calculs réalisés par l’unité de traitement 24 prennent en compte l’environnement de l’aéronef, par exemple le vent, le relief du terrain survolé, etc. Cela explique notamment que la forme des représentations des limites L1 et L2, qui est globalement convexe, est localement concave dans la partie supérieure droite de l’écran d’affichage 18.
Dans un mode particulier de réalisation, l’unité de traitement 24 est en outre configurée pour recevoir une requête du pilote de l’aéronef, via l’interface homme machine 15, pour simuler une situation de panne totale des moteurs de l’aéronef. Lorsqu’elle reçoit une telle requête, l’unité de traitement 24 se comporte de la même façon que lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef. Cela permet au pilote de vérifier les possibilités d’atterrissage de l’aéronef depuis sa position courante.
Claims (11)
1) Système (10) d’aide à l’atterrissage d’un aéronef (1) lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef, ledit système comprenant une unité de traitement (14) configurée pour:
- acquérir d’au moins une source d’information (12) embarquée à bord de l’aéronef, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef;
- déterminer, en fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef; et
- en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef:
. déterminer une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef; et
. déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante,
caractérisé en ce que l’unité de traitement est en outre configurée pour:
- pour chacun desdits aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage déterminée, ce point de référence correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage;
- pour chaque point de référence, déterminer une marge d’énergie totale de l’aéronef que l’aéronef devrait dissiper pour rejoindre le point de référence depuis sa position courante; et
- commander l’affichage sur un écran de navigation (18) de l’aéronef, d’une représentation (R1…R6) de chacune desdites pistes d’atterrissage déterminées, d’une représentation (P1a, P1b…P6a, P6b) des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage et d’une représentation de la marge d’énergie totale associée à chaque point de référence.
- acquérir d’au moins une source d’information (12) embarquée à bord de l’aéronef, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef;
- déterminer, en fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef; et
- en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef:
. déterminer une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef; et
. déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante,
caractérisé en ce que l’unité de traitement est en outre configurée pour:
- pour chacun desdits aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage déterminée, ce point de référence correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage;
- pour chaque point de référence, déterminer une marge d’énergie totale de l’aéronef que l’aéronef devrait dissiper pour rejoindre le point de référence depuis sa position courante; et
- commander l’affichage sur un écran de navigation (18) de l’aéronef, d’une représentation (R1…R6) de chacune desdites pistes d’atterrissage déterminées, d’une représentation (P1a, P1b…P6a, P6b) des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage et d’une représentation de la marge d’énergie totale associée à chaque point de référence.
2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité de traitement (14) est configurée pour:
- déterminer si l’aéronef peut atterrir sur une desdites pistes d’atterrissage selon les deux sens opposés de ladite piste d’atterrissage; et
- si l’aéronef peut atterrir sur ladite piste d’atterrissage selon ses deux sens opposés, déterminer un point de référence pour chaque sens d’atterrissage de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage et commander l’affichage sur l’écran de navigation (18) de l’aéronef d’une représentation des deux points de référence associés à cette piste d’atterrissage.
- déterminer si l’aéronef peut atterrir sur une desdites pistes d’atterrissage selon les deux sens opposés de ladite piste d’atterrissage; et
- si l’aéronef peut atterrir sur ladite piste d’atterrissage selon ses deux sens opposés, déterminer un point de référence pour chaque sens d’atterrissage de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage et commander l’affichage sur l’écran de navigation (18) de l’aéronef d’une représentation des deux points de référence associés à cette piste d’atterrissage.
3) Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’unité de traitement est configurée pour déterminer ladite marge d’énergie totale de l’aéronef sous la forme d’une marge de hauteur de l’aéronef associée à chaque point de référence et pour commander l’affichage d’une valeur (H1a, H1b…H6a, H6b) de ladite marge de hauteur à proximité de la représentation (P1a, P1b…P6a, P6b) du point de référence correspondant.
4) Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante correspond au plus à un nombre prédéterminé d’aéroports et l’unité de traitement est configurée pour sélectionner ces aéroports, parmi tous les aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, en sélectionnant les aéroports ayant les pistes d’atterrissage les plus longues.
5) Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’unité de traitement est configurée pour sélectionner lesdits aéroports en prenant en compte, pour chaque aéroport considéré, la piste d’atterrissage ayant la plus grande longueur.
6) Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour commander l’affichage de la représentation (R1…R6) d’une piste d’atterrissage sur l’écran de navigation (18) de l’aéronef, l’unité de traitement est configurée pour déterminer une catégorie de longueur de ladite piste d’atterrissage et pour commander l’affichage, sur l’écran de navigation de l’aéronef, d’un symbole de piste d’atterrissage correspondant à cette catégorie de longueur.
7) Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité de traitement est en outre configurée pour déterminer la limite d’une zone maximale à l’extérieur de laquelle l’aéronef descendra en dessous d’un niveau de vol prédéterminé, compte tenu de sa position courante, de son énergie courante et de sa configuration courante, et pour commander l’affichage (L1) de ladite limite sur l’écran de navigation (18) de l’aéronef.
8) Système selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’unité de traitement est configurée pour sélectionner ledit niveau de vol prédéterminé en sélectionnant, parmi un ensemble de niveaux de vol prédéterminés, le niveau de vol immédiatement inférieur à une hauteur courante de l’aéronef.
9) Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité de traitement est en outre configurée pour déterminer la limite d’une zone maximale à l’intérieur de laquelle l’aéronef pourrait atterrir en planant, compte tenu de sa position courante, de son énergie courante et de sa configuration courante, et pour commander l’affichage (L2) de ladite limite sur l’écran de navigation (18) de l’aéronef.
10) Procédé d’aide à l’atterrissage d’un aéronef lors d’une panne totale des moteurs de l’aéronef, ledit procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par une unité de traitement (14) d’un système (10) d’aide à l’atterrissage:
- acquérir d’au moins une source d’information (12) embarquée à bord de l’aéronef, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef;
- déterminer, en fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef; et
- en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef:
. déterminer une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef; et
. déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante,
caractérisé en ce que ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement du système d’aide à l’atterrissage:
- pour chacun desdits aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage déterminée, ce point de référence correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage;
- pour chaque point de référence, déterminer une marge d’énergie totale de l’aéronef que l’aéronef devrait dissiper pour rejoindre le point de référence depuis sa position courante; et
- commander l’affichage sur un écran de navigation de l’aéronef, d’une représentation (R1…R6) de chacune desdites pistes d’atterrissage déterminées, d’une représentation (P1a, P1b…P6a, P6b) des points de référence associés à ces pistes d’atterrissage et d’une représentation de la marge d’énergie totale associée à chaque point de référence.
- acquérir d’au moins une source d’information (12) embarquée à bord de l’aéronef, au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef;
- déterminer, en fonction de ladite au moins une information relative au fonctionnement des moteurs de l’aéronef, s’il y a une panne totale des moteurs de l’aéronef; et
- en cas de panne totale des moteurs de l’aéronef:
. déterminer une énergie totale courante de l’aéronef, une position courante de l’aéronef et une configuration courante de l’aéronef; et
. déterminer un ensemble d’aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir depuis sa position courante, compte tenu de son énergie totale courante et de sa configuration courante,
caractérisé en ce que ledit procédé comprend en outre les étapes suivantes mises en œuvre par l’unité de traitement du système d’aide à l’atterrissage:
- pour chacun desdits aéroports sur lesquels l’aéronef pourrait atterrir, déterminer une piste d’atterrissage sur laquelle l’aéronef pourrait atterrir et au moins un sens d’atterrissage possible de l’aéronef sur cette piste d’atterrissage;
- déterminer un point de référence en amont de chaque piste d’atterrissage déterminée, ce point de référence correspondant à un point de sortie du train d’atterrissage et de passage d’une configuration lisse de l’aéronef à une configuration non lisse de façon à permettre à l’aéronef d’atterrir sur la piste d’atterrissage;
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11) Aéronef (1), caractérisé en ce qu’il comprend un système (10) d’aide à l’atterrissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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